本发明专利技术公开了一种镍钛形状记忆合金复合涂料，属于医学领域。该复合涂料由纳米银、聚乳酸、PVP和溶剂组成，所述纳米银的浓度为0.01‑1g/100ml，所述聚乳酸的浓度为5‑30wt％，所述PVP的浓度是纳米银的1‑5倍。本发明专利技术还公开了所述复合涂料在制备镍钛形状记忆合金涂层中的应用以及一种镍钛形状记忆合金涂层的制备方法。该涂料有效地降低了镍钛形状记忆合金因镍离子过量而产生的生物毒性，此外还具有抗菌和隔热效果，能降低镍钛形状记忆合金热驱动引起的热损伤。所制备的复合涂层具有很高的生物相容性，本发明专利技术为镍钛形状记忆合金提供了更好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种镍钛形状记忆合金复合涂料及其应用
本专利技术涉及一种镍钛形状记忆合金复合涂料，属于医学领域。
技术介绍
自20世纪60年代发现镍钛形状记忆合金以来，该材料已广泛应用于航空航天、冶金、制造等诸多领域。Ni-Ti形状记忆合金由于具有良好的形状记忆效应、超弹性、低磁性、耐磨性、抗疲劳性和良好的生物相容性，在医学领域也有着广泛的应用。例如，各种体内固定装置，如正畸弓丝、U形钉、肋骨爪、腓骨环抱器、腕三角融合器、椎间融合器等，广泛应用于血管支架、血管栓塞器、血管吻合器、肠吻合器等以及制造各种新型智能假肢和矫形器等医疗器械。再如，由内置于胶囊内窥镜中的镍钛形状记忆合金驱动的注射系统可以控制其在体内和体外的标记和定位。还有一种膀胱驱动器，通过镍钛形状记忆合金的变形挤压膀胱，代替失控的膀胱小便，排出尿液。经电磁感应加热激活的Ni-Ti-SMA可植入阴茎假体内，取代常用的液压驱动假体，以及用于治疗脊柱侧凸的Ni-Ti-SMA脊柱矫形杆。Ni-Ti形状记忆合金的形状记忆是由温度驱动的。因此，当反向马氏体相变的终温高于人体最高耐受温度时，Ni-Ti-SMA器件需要在体内稳定工作，否则，装置会在体内自动变形，不再受外界控制。众所周知，在正常情况下，人体产生的最高温度为42℃，但当局部温度达到45℃时，会对周围组织造成明显的热损伤。此外，Ni-Ti形状记忆合金本身也存在镍离子释放过多的问题，可能导致长期植入人体的潜在危险。对于所有的医学植入物来说，细菌感染一直是一个不可避免的问题，异物植入人体是微生物污染的优先场所，导致假体感染，最终导致植入失败。因此目前已有大量的研究集中在减少镍离子释放和控制植入物的细菌感染上，例如通过微弧氧化制备的氧化铝涂层和用于隔离镍离子释放的化学沉积羟基磷灰石涂层，但是减少植入物感染仍然是一个巨大的医学挑战，迫切需要一种能够在防止镍离子释放和控制细菌感染的同时，大大降低镍钛形状记忆合金热损伤的复合隔热涂层。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种镍钛形状记忆合金复合涂料，本专利技术的另一个目的是提供一种镍钛形状记忆合金涂层的制备方法。为实现上述第一个目的，本专利技术的技术方案如下：一种镍钛形状记忆合金复合涂料，它由纳米银、聚乳酸、PVP和溶剂组成，所述纳米银的浓度为0.01-1g/100ml，所述聚乳酸的浓度为5-30wt％，所述PVP的浓度是纳米银的1-5倍。优选地，所述纳米银的浓度为0.1-0.5g/100ml，最佳为0.3g/100ml。优选地，所述聚乳酸的浓度为8-15wt％，最佳为10wt％。优选地，所述纳米银的粒径为20-100nm，最佳为20nm。优选地，所述PVP的浓度是纳米银的3.6倍。优选地，所述溶剂为二氯甲烷。为实现上述第二个目的，本专利技术进一步提供一种镍钛形状记忆合金涂层的制备方法，该方法包括在镍钛形状记忆合金表面涂覆以上所述复合涂料的的步骤。优选地，还包括在涂覆复合涂料前使用微弧氧化的方法在镍钛形状记忆合金表面形成氧化铝镀层的步骤。所述氧化铝镀层能改变镍钛形状记忆合金的表面结构，从而提高复合涂料的粘附性，同时氧化铝镀层还能提高复合涂料的隔热效果。进一步优选地，所述微弧氧化的电解液含有0.15MNaAlO2和0.03MNaH2PO2·H2O。进一步优选地，所述微弧氧化的阳极为镍钛形状记忆合金，阴极是螺旋钢管，通电占空比30％，恒定正向电流12A，恒定反向电流4A，恒定正向电压420V，恒定反向电压75V，通电时间30分钟，并且电解液的温度保持在20℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种新型复合涂料，该涂料主要由银纳米和聚乳酸组成，具有抗菌、隔热等多种功能，尤其适合用于镍钛形状记忆合金，研究发现，该涂料有效地降低了镍钛形状记忆合金因镍离子过量而产生的生物毒性。多孔结构使复合涂料能够牢固地覆盖在镍钛形状记忆合金表面，所制备的纳米银/PLA/氧化铝复合涂层不仅提高了镍钛形状记忆合金的抗菌效果，而且由于其高红外辐射反射和低导热性降低了镍钛形状记忆合金热驱动引起的热损伤。此外，通过动物实验和免疫组织化学方法，探讨了纳米银/PLA/氧化铝复合涂层的生物相容性。本研究为镍钛形状记忆合金提供了更好的应用前景。附图说明图1是镍钛记忆合金棒与复合涂层镍钛记忆合金棒在兔子体内的加热温度曲线。图中：NiTi是镍钛记忆合金棒；PLA@Ag@NiTi是设有纳米银/PLA/氧化铝复合涂层的镍钛记忆合金棒。图2是不同时间点测得的不同样品对L929细胞活力的影响。图中：NiTi是镍钛记忆合金棒；PLA@Ag@NiTi是设有纳米银/PLA/氧化铝复合涂层的镍钛记忆合金棒；PLA@Ag是Ag/PLA复合薄膜；Pla是聚乳酸薄膜；Ctrl是空白对照。图3是在不同样品上孵育的L929细胞形态和增殖显微图。图4是镍钛记忆合金棒和复合涂层镍钛记忆合金棒分别植入兔体内后测得的温度变化情况和镍离子含量。图5是镍钛记忆合金棒和复合涂层镍钛记忆合金棒分别植入兔体内后的周围组织HE染色图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例11.氧化铝镀层的制备使用镍钛形状记忆合金作为基体，对镍钛合金进行微弧氧化层的制备，步骤如下：(1)以镍钛合金作为基体材料，对其进行清洗去污，使用2000#SiC砂纸打磨，去离子水清洗多次。(2)配制由0.15MNaAlO2和0.03MNaH2PO2·H2O组成的电解液。(3)镍钛合金样品用作阳极，螺旋钢管用作阴极，接通电源，占空比30％，恒定正向电流12A，恒定反向电流4A，恒定正向电压420V，恒定反向电压75V。该过程持续30分钟，并且电解质溶液的温度保持在20℃。(4)反应完毕，取出带有氧化铝镀层的镍钛合金，用去离子水清洗干净。2.不同粒径纳米银粒子的制备使用硝酸银作为含银化合物，PVP(聚乙烯吡咯烷酮，平均分子量58000)作为保护剂，乙二醇作为还原剂来制备纳米银颗粒。制备20nm粒径的纳米银步骤如下：(1)将约0.472克硝酸银和约1.08克PVP溶解在60毫升乙二醇中并充分混合，然后将溶液在配备有回流冷凝器的反应器中剧烈搅拌30分钟；(2)将该溶液在7.5℃min-1的恒定速率下加热至120℃，加热持续30分钟。(3)通过11000rpm离心收集得到粒径约20nm的纳米银颗粒，并用去离子水反复清洗几次。其它条件不变，通过控制加热速率即可得到不同粒径的纳米银，其中50nm纳米银的加热速率为1℃min-1，100nm纳米银的加热速率为0.8℃min-1。3.纳米银/PLA复合涂料的制备使用上述合成的纳米银颗粒，二氯甲烷作为溶剂，PLA(聚乳酸，平均分子量50000)作为基质制备纳米银/PLA复合涂料。制备步骤如下：将纳米银溶解在二氯甲烷溶液中，加入PVP(为使纳米银颗粒分散均匀并提高涂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种镍钛形状记忆合金复合涂料，其特征在于由纳米银、聚乳酸、PVP和溶剂组成，所述纳米银的浓度为0.01-1g/100ml，所述聚乳酸的浓度为5-30wt％，所述PVP的浓度是纳米银的1-5倍。/n
【技术特征摘要】
1.一种镍钛形状记忆合金复合涂料，其特征在于由纳米银、聚乳酸、PVP和溶剂组成，所述纳米银的浓度为0.01-1g/100ml，所述聚乳酸的浓度为5-30wt％，所述PVP的浓度是纳米银的1-5倍。
2.如权利要求1所述的镍钛形状记忆合金复合涂料，其特征在于：所述纳米银的浓度为0.1-0.5g/100ml。
3.如权利要求1所述的镍钛形状记忆合金复合涂料，其特征在于：所述聚乳酸的浓度为8-15wt％。
4.如权利要求1所述的镍钛形状记忆合金复合涂料，其特征在于：所述纳米银的粒径为20-100nm。
5.如权利要求1所述的镍钛形状记忆合金复合涂料，其特征在于：所述溶剂为二氯甲烷。
6.权利要求1-5任何一项所述的复合涂料在制备镍钛形状记忆合金涂层中的应用。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡林，刘智博，肖康文，闫飞飞，王怀雄，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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